Platinum contamination trajectory in french hydrosystems since the beginning of the 20th century : a multi-scale spatio-temporal approach

Platine (Pt) est aujourd’hui un élément considéré comme critique pour les technologies en raison de sa rareté et de ses usages récents. Ces nouveaux usages, en particulier dans les pots catalytiques des véhicules thermiques et dans des composés pharmaceutiques administrés lors de chimiothérapies, ont entrainé une augmentation des rejets de Pt dans l’environnement, faisant de lui un contaminant émergent. Toutefois, l’évolution temporelle (ou trajectoire) des concentrations en Pt dans les environnements fluviaux restent encore mal connue nécessitant des approches multi-échelles, tant spatiales que temporelles. Les archives sédimentaires collectées à l’aval des grands fleuves français ont permis d’analyser les trajectoires de Pt depuis le XXe siècle et de définir des niveaux de référence (baseline) dans les sédiments de la Garonne, de la Loire et du Rhône, compris entre 0,6 à 1,6 μg kg-1. Elles ont également révélé des contaminations historiques en Pt dans la Seine (> 10 μg kg-1), liées à des activités industrielles au cours du XXe siècle. À partir des années 2000, les signaux émergents de Pt sont observés dans la Loire et le Rhône tandis que dans la Seine, l’héritage de la contamination historique tend à masquer cette émergence. Les flux estimés montrent que le Rhône exporterait 21 kg an-1 de Pt particulaire contre ~2 kg an-1 pour la Loire et la Seine. Ces archives sédimentaires constituent ainsi des outils essentiels pour caractériser l’évolution de Pt dans des bassins versants contrastés. Pour la Garonne, il n’a pas été possible de trouver un site permettant de prélever une archive sédimentaire couvrant le dernier siècle. L’analyse de sa trajectoire a été possible en couplant dépôts anciens (< 1950) d’une archive sédimentaire et MES, issues d’un réseau d’observation (~30 ans) et sélectionnées pour représenter des conditions de crues. Cette approche a permis de (i) définir une baseline pour quantifier les flux annuels naturels et (ii) identifier des anomalies et estimer des flux anthropiques pouvant être expliqués par des émissions du trafic routier et/ou des traitements anticancéreux pour la plupart des évènements. D’autres anomalies n’ont pu être expliquées suggérant des sources et/ou processus à investiguer. Afin de mieux identifier les sources et les processus de transfert du Pt, une stratégie d’étude a été d’effectuer un changement d’échelle en ciblant une petite rivière urbaine drainant l’agglomération bordelaise (Jalle de Blanquefort) qui avait bénéficié d’un suivi mensuel durant une année et d’un échantillonnage à haute fréquence lors d’un évènement orageux. Cette étude démontre le rôle des conditions météorologiques : en conditions normales, Pt est retrouvé principalement sous forme dissoute, supporté par les rejets de Pt médical par les STEU. En conditions pluvieuses, il est majoritairement sous forme particulaire, issu du ruissellement des routes. Ce type d’évènements intenses (~4h) peut contribuer à un tiers du flux annuel de Pt particulaire démontrant l’importance de surveiller les premières eaux de lessivage (first-flush). En se basant sur les pratiques médicales générales en cancérologies et sur la spatialisation des données d’incidence et de traitement des cancers, une modélisation conceptuelle des émissions de Pt médical (Ptméd) a été réalisée. La répartition des émissions pourrait être non seulement influencée par la densité de population mais également par une classe d’âge (> 60 ans), notamment sur les littoraux et les grandes métropoles. Il est estimé que 67 % du flux national de Ptméd est émis dans les principaux hydrosystèmes, dans lesquels sont rejetés entre 2 et 46 kg an-1 de Ptméd. En première estimation, les hydrosystèmes français auraient exporté, en 2023, 223 kg de Ptméd vers les environnements côtiers. Ce modèle nécessitera des ajustements pour réduire les incertitudes, la spatialisation des données d’incidence, taux d’abattement des STEU, réactivité du Ptméd le long du continuum terre-mer.